CN107943452B - 一种多用户协同开发的体系结构设计平台 - Google Patents

一种多用户协同开发的体系结构设计平台 Download PDF

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Abstract

一种多用户协同开发的体系结构设计平台，包括多任务协同建模分解模块、多用户协同建模模块、多任务协同建模合并模块、体系结构模型校验模块和体系结构产品输出模块；本发明将体系结构模型开发任务分解到多个子任务，实现子任务设计成果的纵向和横向合并，从而完成多用户、多任务协调开发，实现复杂系统工程的并行设计开发，显著提高了体系结构模型开发的效率。

Description

一种多用户协同开发的体系结构设计平台
技术领域
本发明涉及一种多用户协同开发的体系结构设计平台，本发明针对体系结构设计软件平台存在的产品集成和并行开发问题开展研究，解决不同软件平台产品的集成以及体系结构设计软件的协同设计。
背景技术
体系结构是用来明确信息系统组成单元的结构及其关系，以及指导系统设计和演进的原则和指南，能够将顶层设计“画出来”、“说清楚”、“看明白”，是大型复杂系统建设普遍采用的体系设计方法。体系结构设计平台是实现体系结构设计的软件工程手段，平台设计的优劣直接影响体系结构设计实现的质量，决定了大型复杂系统建设能否顺利的实施。
体系结构设计已经引起了国内外广泛的关注，美国等国家发布了一系列的体系结构设计框架，我国针对某些专用领域也发布了体系结构框架。随之产生了一些体系结构设计软件平台，但各个平台之间的产品不能有效集成，对多人对协同开发的支持程度也不高。同时，体系结构设计面向的系统具有视图多，设计人员多，体系结构复杂等问题，多视图需求工程中“分而治之”的需求开发方式，必然会产生“需求集成”和“如何集成”等问题。
通过设计基于多视图的需求框架及其视图产品，设定系统需求集成的概念与范围，通过建立需求信息模型，从语法、语义和语用三个层内研究构建一个需求集成框架，通过需求产品之间的关联关系，分析不同视图产品在集成中存在的问题，实现需求集成框架中不同产品的集成过程提供指导。
发明内容
本发明的技术解决问题是：针对体系结构设计软件平台存在的产品集成和并行开发问题开展研究，解决不同软件平台产品的集成以及体系结构设计软件的协同设计。
本发明的技术解决方案是：一种多用户协同开发的体系结构设计平台包括：多任务协同建模分解模块、多用户协同建模模块、多任务协同建模合并模块、体系结构模型校验模块和体系结构产品输出模块；
多任务协同建模分解模块，根据体系结构开发顶层需求，将体系结构模型开发任务根据至少两种预设的视角按照逻辑结构划分成不同层级的子任务，设置子任务的状态；一种视角下得到一种逻辑结构；
多用户协同建模模块，对不同层级的子任务设置开发权限，设计人员根据子任务的状态在设定的开发权限内对相应子任务进行建模，建模完成后得到该子任务对应的子模型；建模过程中对子任务的状态进行记录；
多任务协同建模合并模块，查询各子任务的状态，当某一逻辑支路下所有子任务的状态都为确认态时，对该逻辑支路下的所有子模型进行合并，最终将某一逻辑结构下所有逻辑支路合并后的结果进行再次合并得到该逻辑结构对应的体系结构模型；
体系结构模型校验模块，对逻辑结构之间的体系结构模型进行一致性检查，当出现不一致时，将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；否则，得到最终的体系结构模型；
体系结构产品输出模块，将最终的体系结构模型按照标准交互文件的格式生成输出文件。
进一步的，所述多任务协同建模分解模块实现过程为：
对体系结构模型开发任务进行纵向分解，纵向分解是将体系结构模型根据至少两种预设的逻辑按照树形结构进行划分，按照父子关系拆分为不同层级的子任务，每个逻辑分支下的最底层子任务为设计人员能够独立完成的开发粒度；
所述预设的视角为能力体系、系统构成、行为活动或数据分类。
进一步的，所述多用户协同建模模块实现过程为：
(1)对多任务协同建模分解模块分解后的每个逻辑分支下的最底层子任务进行识别，将功能相同或相似的子任务作为一类子任务交由同一设计人员进行建模；
(2)对不同层级的子任务设置开发权限，设计人员在设定的开发权限内对相应子任务进行建模，并对开发过程中子任务的状态进行记录，所述的子任务状态包括创建态、开发态、可编辑态、提交态、确认态和取消态；
(3)实时监控各子任务的状态，对处于开发态的子任务进行锁死；当子任务修改完成后立即解锁更新为可编辑态；编辑完成后更新为提交态，在提交态进一步确认所建子模型满足任务要求后更新为确认态。
进一步的，所述多任务协同建模合并模块实现过程为：
(1)查询各子任务的状态，当某一逻辑支路下所有子任务的状态都为确认态时，执行步骤(2)；
(2)检查该逻辑分支上各子任务之间以及上下层级任务之间信息交互的一致性，当存在不一致信息时，转步骤(3)，否则，根据该逻辑支路的逻辑结构将各子任务进行合并，当所有逻辑分支合并完成后转步骤(4)；
(3)将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；从步骤(1)开始执行；
(4)对各个逻辑支路之间的交互进行一致性检查，检查内容包括各个逻辑分支之间相关联的子模型中的参数属性以及关联关系的一致性；当存在不一致信息时，转步骤(5)，否则，得到最终的体系结构模型；
(5)将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；当该子任务的状态更新为确认态时，将该子任务所在的逻辑支路执行步骤(2)。
进一步的，所述体系结构模型校验模块进行一致性检查的内容包括：交互数据的组成、类型及取值。
进一步的，所述体系结构产品输出模块生成输出文件的格式为XML格式文件，具体实现如下：
首先，用户根据需求选取某个逻辑结构或者某一逻辑支路；
然后，创建XML格式文件，按照逻辑结构或者逻辑支路的层级关系生成XML格式文件中的数据项，包括层级和关联关系，将逻辑结构或者逻辑支路包含的子模型的属性名称、数据类型、数据值写入XML文件对应数据项，得到XML格式的输出文件。
进一步的，输出文件的格式为doc、ppt、html，通过XML格式的输出文件进行格式转换得到相应格式的输出文件。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明将体系结构模型开发任务分解到多个子任务，实现子任务设计成果的纵向和横向合并，从而完成多用户、多任务协同 开发，实现复杂系统工程的并行设计开发，显著提高了体系结构模型开发的效率。
(2)对体系结构模型进行模型名称、模型属性以及模型关联关系的一致性，对一致性检验过程中查出的不一致性元模型进行归一化处理，有效减少了体系结构设计过程人为因素带来的错误，提升了复杂系统体系结构设计的健壮性。
附图说明
图1为本发明体系结构设计平台系统框图；
图2为本发明体系结构建模任务分解结构图；
图3为本发明指挥控制系统功能逻辑结构分解图；
图4为本发明指挥控制行为活动逻辑结构分解图；
图5为本发明多用户协同建模结构图；
图6为本发明体系建模工程合并过程图；
图7为本发明体系结构模型检验过程图；
图8为本发明体系结构产品输出模块结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实例对本发明平台做进一步详细的说明。一种多用户协同开发的体系结构设计平台，如图1所示，包括多任务协同建模分解模块、多用户协同建模模块、多任务协同建模合并模块、体系结构模型校验模块和体系结构产品输出模块；该平台能够针对复杂系统工程实现体系结构协同设计，将单一体系结构设计划分为多任务多用户协同设计，实现体系结构并行开发、模型一致性检查和体系结构设计结果的多种文件格式输出。该平台主要流程为：识别体系结构设计需求，通过多任务协同建模分解模块按照逻辑分解到多个子任务，并利用多用户协同建模模块管理多用户的并行开发，各个开发者利用体系结构设计开发模块对分配的子任务实施体系结构模型的具体设计开发，体系模型任务合并模块在体系结构设计过程中对逻辑分支按照逻辑结构进行合并，体系结构模型校验模块对合并完成后的模型进行一致性校验，体系结构产品输出模块按照标准交互文件格式将校验后的体系结构模型生成体系结构模型设计成果。
下面以某装备体系的体系结构设计为例详细介绍各部分。
(一)多任务协同建模分解模块
多任务协同建模分解模块结构，如图2所示，根据体系结构开发顶层需求，将体系结构模型开发任务根据至少两种预设的视角按照逻辑结构划分成不同层级的子任务，设置子任务的状态；一种视角下得到一种逻辑结构。
对体系结构模型开发任务进行纵向分解，纵向分解是将体系结构模型根据至少两种预设的视角按照逻辑结构进行划分，按照父子关系拆分为不同层级的子任务，每个逻辑分支下的最底层子任务为设计人员能够独立完成的开发粒度。
多用户信息的存储由用户库实现，体系结构模型的存储由模型库实现，用户库和模型库提供体系结构设计过程中的数据服务。
所述预设的视角为能力体系、系统构成、行为活动和数据分类。
采用系统构成视角，见图3，以指挥控制的系统功能构成为例，在图3的顶层设计中确定了指挥控制在逻辑结构所处的位置，用于接收预警探测功能传递的数据信息，并将生成的作战结果数据、作战数据和制导数据传递给拦截功能，在确定了指挥 控制在顶层设计中的输入输出接口后向下细分为子任务，该子任务即可作为设计人员单独开发的粒度开展设计，根据顶层功能设计指挥控制的内部功能构成和对外接口，其设计完成的子任务设计结果见图3下部所示。
采用行为活动视角，见图4，以指挥控制的行为活动为例，在图4的顶层设计中确定了指挥控制在逻辑结构所处的位置，情报侦察与监视活动得到的预警信息、目标信息、杀伤评估结果提交给指挥控制，通过指挥控制的操作得到武器任务规划、作战命令、制导信息传递给拦截作战活动，在确定了指挥控制活动的交互关系后向下细分为子任务，该子任务即可作为设计人员单独开发的粒度开展设计，根据顶层活动设计指挥控制的内部功能构成和对外接口，其设计完成的子任务设计结果见图4下部所示。
(二)多用户协同建模模块
多用户协同建模模块，对不同层级的子任务设置开发权限，设计人员根据子任务的状态在设定的开发权限内对相应子任务进行建模，建模完成后得到该子任务对应的子模型；建模过程中对子任务的状态进行记录；具体如图5所示，实现过程为：
(1)对多任务协同建模分解模块分解后的每个逻辑分支下的最底层子任务进行识别，将功能相同或相似的子任务作为一类子任务交由同一设计人员进行建模，如图3中的指挥控制子任务，交由具备指挥控制系统专业背景的设计人员统一设计开发；
(2)对不同层级的子任务设置开发权限，设计人员在设定的开发权限内对相应子任务进行建模，并对开发过程中子任务的状态进行记录，所述的子任务状态包括创建态、开发态、可编辑态、提交态、确认态和取消态；
a.创建态：开发任务刚刚被创建，还未被指派给任何开发者；
b.开发态：开发任务已经被项目管理人员分配给指定开发者，并由开发者创建编辑；
c.可编辑态：任务处于可编辑状态，对该任务有修改权限的设计人员能够进行修改；
d.提交态：当开发者认为自己已经完成了被分配的任务，并生成且提交了相应的结果；
e.确认态：项目所属团队的管理员在检查了开发者所提交的交付制品，并认为该交付制品满足创建该任务时所提出的需求；
f.取消态：放弃指定任务。
(3)实时监控各子任务的状态，对处于开发态的子任务进行锁死；当子任务修改完成后立即解锁更新为可编辑态；编辑完成后更新为提交态，在提交态进一步确认所建子模型满足任务要求后更新为确认态。
(三)体系结构建模任务合并模块
多任务协同建模合并模块，如图6所示，查询各子任务的状态，当某一逻辑支路下所有子任务的状态都为确认态时，对该逻辑支路下的所有子模型进行合并，最终将某一逻辑结构下所有逻辑支路合并后的结果进行再次合并得到该逻辑结构对应的体系结构模型；
(1)查询各子任务的状态，当某一逻辑支路下所有子任务的状态都为确认态时，执行步骤(2)；
(2)检查该逻辑分支上各子任务之间以及上下层级任务之间信息交互的一致性，当存在不一致信息时，转步骤(3)，否则，根据该逻辑支路的逻辑结构将各子任务进行合并，当所有逻辑分支合并完成后转步骤(4)；
(3)将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；从步骤(1)开始执行；
(4)对各个逻辑支路之间的交互进行一致性检查，检查内容包括各个逻辑分支之间相关联的子模型中的参数属性以及关联关系的一致性，以图3 为例，父图中指挥控制的输入输出信息与子图中输入输出信息进行比较，数据内容一致；当存在不一致信息时，转步骤(5)，否则，得到最终的体系结构模型；
(5)将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；当该子任务的状态更新为确认态时，将该子任务所在的逻辑支路执行步骤(2)。
(四)体系结构模型校验模块
体系结构模型校验模块结构，如图7所示，对逻辑结构之间的体系结构模型进行一致性检查，当出现不一致时，将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；否则，得到最终的体系结构模型；
以图3指挥控制输入信息的一致性检验为例，指挥控制系统功能构成的输入信息为：拦截弹飞行信息、预警信息、系统状态、目标信息、杀伤评估结果，指挥控制行为活动输入信息为：目标探测数据、预警报告。通过名称识别出两种不同视角对指挥控制描述的相同或相似部分为目标信息(目标探测数据)和预警信息(预警报告)，确认为相同检验对象后，对相同信息的构成进行一致性检验。以目标信息和目标探测数据的一致性检验为例，如表所示，表1为指挥控制系统功能构成输入的目标信息构成，表2为指挥控制行为活动输入的目标探测数据构成，对两者进行不一致检验：数据构成上，表2中多出一项交会时间项；数据类型上，发射点位置数据类型的定义不一致；在数据的取值上，状态参数的相同数据项取值存在不一致。将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块进行模型的修改。
表1指挥控制系统功能构成输入的目标信息构成
Figure BDA0001474598010000081
Figure BDA0001474598010000091
表2指挥控制行为活动输入的目标探测数据构成
Figure BDA0001474598010000092
(五)体系结构产品输出模块
体系结构产品输出模块结构，如图8所示，将最终的体系结构模型按照标准交互文件的格式生成输出文件。
首先，用户根据需求选取某个逻辑结构或者某一逻辑支路；
然后，创建XML格式文件，按照逻辑结构或者逻辑支路的层级关系生成XML格式文件中的数据项，包括层级和关联关系，将逻辑结构或者逻辑支路包含的子模型的属性名称、数据类型、数据值写入XML文件对应数据项，得到XML格式的输出文件。
当然输出文件的格式并不局限于XML格式，当输出文件的格式为doc、ppt、html，通过XML格式的输出文件进行格式转换得到相应格式的输出文件。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (8)

1.一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于包括：多任务协同建模分解模块、多用户协同建模模块、多任务协同建模合并模块、体系结构模型校验模块和体系结构产品输出模块；
多任务协同建模分解模块，根据体系结构开发顶层需求，将体系结构模型开发任务根据至少两种预设的视角按照逻辑结构划分成不同层级的子任务，设置子任务的状态；一种视角下得到一种逻辑结构；
多用户协同建模模块，对不同层级的子任务设置开发权限，设计人员根据子任务的状态在设定的开发权限内对相应子任务进行建模，建模完成后得到该子任务对应的子模型；建模过程中对子任务的状态进行记录；
多任务协同建模合并模块，查询各子任务的状态，当某一逻辑支路下所有子任务的状态都为确认态时，对该逻辑支路下的所有子模型进行合并，最终将某一逻辑结构下所有逻辑支路合并后的结果进行再次合并得到该逻辑结构对应的体系结构模型；
体系结构模型校验模块，对逻辑结构之间的体系结构模型进行一致性检查，当出现不一致时，将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；否则，得到最终的体系结构模型；
体系结构产品输出模块，将最终的体系结构模型按照标准交互文件的格式生成输出文件。
2.根据权利要求1所述的一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于：所述多任务协同建模分解模块实现过程为：
对体系结构模型开发任务进行纵向分解，纵向分解是将体系结构模型根据至少两种预设的逻辑按照树形结构进行划分，按照父子关系拆分为不同层级的子任务，每个逻辑支路下的最底层子任务为设计人员能够独立完成的开发粒度。
3.根据权利要求1或2所述的一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于：预设的视角为能力体系、系统构成、行为活动或数据分类。
4.根据权利要求1所述的一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于：所述多用户协同建模模块实现过程为：
(1)对多任务协同建模分解模块分解后的每个逻辑分支下的最底层子任务进行识别，将功能相同或相似的子任务作为一类子任务交由同一设计人员进行建模；
(2)对不同层级的子任务设置开发权限，设计人员在设定的开发权限内对相应子任务进行建模，并对开发过程中子任务的状态进行记录，所述的子任务状态包括创建态、开发态、可编辑态、提交态、确认态和取消态；
(3)实时监控各子任务的状态，对处于开发态的子任务进行锁死；当子任务修改完成后立即解锁更新为可编辑态；编辑完成后更新为提交态，在提交态进一步确认所建子模型满足任务要求后更新为确认态。
5.根据权利要求1所述的一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于：所述多任务协同建模合并模块实现过程为：
(1)查询各子任务的状态，当某一逻辑支路下所有子任务的状态都为确认态时，执行步骤(2)；
(2)检查该逻辑支路上各子任务之间以及上下层级任务之间信息交互的一致性，当存在不一致信息时，转步骤(3)，否则，根据该逻辑支路的逻辑结构将各子任务进行合并，当所有逻辑支路合并完成后转步骤(4)；
(3)将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；从步骤(1)开始执行；
(4)对各个逻辑支路之间的交互进行一致性检查，检查内容包括各个逻辑支路之间相关联的子模型中的参数属性以及关联关系的一致性；当存在不一致信息时，转步骤(5)，否则，得到最终的体系结构模型；
(5)将不一致信息对应的子任务状态修改为可编辑态并反馈至多用户协同建模模块；当该子任务的状态更新为确认态时，将该子任务所在的逻辑支路执行步骤(2)。
6.根据权利要求1所述的一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于：所述体系结构模型校验模块进行一致性检查的内容包括：交互数据的组成、类型及取值。
7.根据权利要求1所述的一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于：所述体系结构产品输出模块生成输出文件的格式为XML格式文件，具体实现如下：
首先，用户根据需求选取某个逻辑结构或者某一逻辑支路；
然后，创建XML格式文件，按照逻辑结构或者逻辑支路的层级关系生成XML格式文件中的数据项，包括层级和关联关系，将逻辑结构或者逻辑支路包含的子模型的属性名称、数据类型、数据值写入XML文件对应数据项，得到XML格式的输出文件。
8.根据权利要求7所述的一种多用户协同开发的体系结构设计平台，其特征在于：输出文件的格式为doc、ppt、html，通过XML格式的输出文件进行格式转换得到相应格式的输出文件。
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